تاریخ تکنولوژی تولید شیشه تخت به هزاران سال پیش بازمیگردد که با توجه به مهارت کم در آغاز سرعت توسعه بسیار کندی داشت در سالهای حدود قرن هفتم قبل از میلاد مسیح شیشه سازان سوری موفق به ساخت شیشه تخت با روشی که به نام کراون خوانده می شد گردیدند درآن درحالیکه شیشه تقریباً نرم است بانیروی گریز از مرکز حباب شیشه بازگردیده و به صورت تخت و بشقابگونه در می آید که متعاقباً با برش بشقاب به دست آمده شیشه تخت به دست می آمد این روش تا قرون 12مورد استفاده قرار میگرفت. درطول زمان ذکرشده روش دیگری نیز به وجود آمد که در آن با ساخت سیلندر از شیشه مذاب به صورت دستی برش سیلندر در ارتفاع و بازنمودن سیلندر ازمحل برش و تخت نمودن آن با حرارت دادن سیلندردریک کوره به صورت تخت در امده و به قطعات مختلف بریده می شد از این روش که از محبوبیت زیادی برخوردار بودتا پایان قرن نوزده استفاده میشد که با اغاز قرن بیستم این روش به صورت مکانیکی ادامه یافت.در سال 1903

لوبر(lubber) و شرکت امریکایی American window glass روشی را اختراع نمودند که با ایجاد یک سیلندر بزرگ توسط ماشین ساخت قطعات بزرگ شیشه تخت نیز امکان پذیر گردید که این امر اغازی برتوسعه روشهای اتوماتیک ساخت شیشه تخت گردید بایستی توجه نمود که بهرحال این روش ناپیوسته برای شیشه تخت بوده است این فرایند تا سال 1920 ادامه یافت.

با ورود به قرن بیستم کشورهای بسیاری تلاش زیادی را در زمینه بررسی روشی که بتواند شیشه تخت را به صورت ممتد تولید نماید آغاز نمودند در سال 1913 فردی بنام فورکلت در بلژیک روش فورکلت را اختراع نمود (روش عمودی با استفاده از یک قطعه آجر نسوز معلق در شیشه مذاب ).در سال 1916 شرکت امریکایی L.O.F به صورت موفقیت امیزی روش کلبرن را اختراع نمود که در ان ابتدا شیشه به صورت عمودی برداشته شده و سپس به صورت افقی هدایت میگردید در سال 1925 شرکت امریکایی PPG روش پیتزربورگ را بوجود اورد (روش ممتد عمودی بدون استفاده از قطعه آجر نسوز،این روش به نام پنورنون نیز شناخته میشد)این تکنولوژیها که شیشه تخت را به صورت ممتد تولید می نمودند به سرعت در اکثر کشور ها به کار گرفته شدند و بتدریج پایه گذار روش پیشرفته تری جهت تولید شیشه تخت گردید در دوره های بعدی روشهای ریزشی توسط شرکت کورنینگ امریکا و روش عمودی اساهی نیز به صورت محدودی بکار گرفته شد .کلیه روش های مذکور دارای نواقص و معایب بسیاری بودند همچنین از دیدگاه ابعاد شیشه های تولید و میزان انرژی مورد نیاز خط تولید و راندمان ،مشکلات زیادی در روش ممتد وجود داشت که امکان تامین نیازهای باالقوه و انتظارات فزاینده زمان خود را به پیلکینگتون نمیداد.

در سال 1921 شرکت امریکایی اتومبیل فورد و شرکت پیلکینگتون انگلستان موفق به اختراع یک روش تولید ممتد نورد شیشه مذاب گردیدند.شیشه جام و تخت تولید شده از این روش در مرحله بعدی با فرایند دیگری صیقل داده میشود از این شیشه ها در صنایع اتومبیل ، آئینه و نیازهای درجه یک برای ساختمان و و وسایل منزل استفاده گردید.

در سال 1939 شرکت انگلیسی با تجربیات بدست آمده از روش صیقل دهنده تکی موفق به اختراع یک روش صیقل زوجی گردیدند که قادر به صیقل همزمان دو طرف شیشه گردید این روش نیازبه سرمایه گذاری قابل توجه و هزینه تولید بالا داشت.

درسال1952 شرکت پیلکینگتون انگلستان جهت بررسی یک تکنیک جدید شیشه تخت بسیج گردیده که متعاقب آن فرایند فلوت در سال 1959 به جهان معرفی گردید که پس از ان تکنولوژی فلوت به سرعت رشد نموده است.

فرایند فلوت دارای مزایای بسیاری نسبت به روش های قدیمی است و کیفیت ان برابر شیشه های صیقل داده شده است شیشه فلوت دارای هزینه تولید پائین و راندمان تولید بالاست به همین دلیل شرکت های مختلف شیشه سازی جهان باخرید تکنولوژی و دانش فنی از شرکتپیلکینگتون بتدریج به این فرایند مجهز شدند

اطلاعات اولیه درباره شیشه

شیشه های معمولی که در زندگی روزمره بکار می روند، عمدتا شامل سیـلیس ، کربنات کلسیم ( یا آهک ) و کربنات سدیم و زغال کک است ( گاهی از فلدسپار و دولومیت نیز استفاده می شود ). معمولا این مواد را به صورت پودر یا دانه هایی به قطر 0.2 تا 2 سانتی متر ، مصرف می کنند. البته برای تهیه شیشه های مرغوب و کریستال ، از سیلیس تقریبا خالص (کوارتز) استفاده می شود. در شیشه های معمولی حدود ½ درصد آلومین و 0.08 درصد اکسید آهن iii نیز وجود دارد.

تاریخچه ساخت شیشه

مانند بسیاری از مواد دیگر ، در مورد اختراع شیشه نیز تردید بسیاری وجود دارد. یکی از قدیمی ترین استفاده های موجود در این ماده ، از "پلینی" نقل شده که در طی آن ، گفته می شود که بازرگانان فنیقی ، ضمن پختن غذا در ظرفی که برحسب اتفاق روی توده ای از لزونا در ساحل دریا قرار گرفته بود، به وجود این ماده پی بردند. یکی شدن ماسه و قلیا نظر آنان را به خود جلب کرد و سبب انجام تلاشهای بعدی در راه تقلید این عمل شد.

مصری ها در هزاره ششم پیش از میلاد ، جواهرات بدلی شیشه ای می ساختند. در سال 290 میلادی ، شیشه پنجره ساخته شد. در طی قرون وسطی ، ونیز به مرکز انحصاری صنعت شیشه بدل شده بود. در سال 1688 شیشه جام در فرانسه به شکل فراورده نو عرضه گردید. در سال 1608 میلادی ، در ایالات متحده ، در "جیمزتاون" در ویرجینیا ، صنعت شیشه پایه گذاری شد. در سال 1914، فرایند فورکالت در بلژیک برای کشش مداوم ورق شیشه بوجود آمد.

سیر تحولی و رشد ساخت شیشه

کشف بطریهای گردن دراز که دهانه آن با نقره مسدود شده بود در قرن 12 میلادی ، قالبهای ساخت وسایل شیشه ای در نیشابور ، نشان دهنده شتاب بیشتر صنعت شیشه گری در اوایل رواج اسلام در ایران است که به تدریج با رونق صنعت شیشه سازی در ایتالیا ، راه زوال را در پیش گرفت که تا قرن هفدهم میلادی ادامه یافت. از آن پس ، رونق و بازسازی این صنعت دوباره شروع شد و به مدد مهارت ایرانیان در رنگ آمیزی شیشه ، شتاب چشمگیری پیدا کرد. از آن جمله ، می توان ساختن انواع محصولات مختلف شیشه ای از ابریق گرفته تا گلدان ، بطری و … در شیراز ، اصفهان و قم در قرنهای دوازدهم و هجدهم میلادی را برشمرد. اما از آن زمان به بعد ، بی لیاقتی و غفلت دولمتردان وقت باعث شد صنعت شیشه سازی در ایران افت کند.

مراحل مختلف تهیه شیشه

تهیه مواد اولیه و تبدیل آنها به پودر با دانه بندی بین 0.1 تا 2 میلی متر

توزین هر یک از مواد اولیه به نسبتهای مورد نظر و مخلوط کردن آنها همراه با 4 تا 5 درصد آب و انتقال مخلوط به کوره

ذوب کردن مخلوط در کوره و تهیه خمیر شیشه

بی رنگ کردن خمیر شیشه و خارج کردن گازها

تبدیل به فرآورده های مورد نیاز بازار و صنایع

نپختن شیشه ( قرار دادن شیشه داغ در کوره هایی که دمای کمی دارد، برای کاهش شکنندگی شیشه)

مصارف و جنبه های اقتصادی شیشه

مصارف و کاربردهای شیشه بسیار متعدد است. در مجموع شیشه سازی در ایالات متحده ، سالانه یک صنعت 7 میلیارد دلاری را تشکیل می دهد و در آن میان ، شیشه خودرو ، سالانه نیمی از مقدار تولید شیشه تخت را به خود اختصاص می دهد. در معماری ، گرایش بیشتری به استفاده از شیشه در ساختمانهای تجاری و بویژه مصرف شیشه های رنگی ، پدید آمده است.

ترکیب شیشه

شیشه ، محصولی کاملا «شیشه ای شده» یا دست کم فراورده ای است که مقدار مواد معلق غیرشیشه ای موجود در آن نسبتا کم است. با وجود هزاران فرمول جدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده، درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سال پیش ، 90 درصد تمام شیشه های جهان از آهک ، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافته اند. اما نباید چنین استنتاج کرد که در طی این مدت ، هیچ تحول مهمی در ترکیب شیشه صورت نگرفته است. بلکه در واقع تغییرات جزئی در اجزای اصلی ترکیب و تغییرات مهم در اجزای فرعی ترکیب ، پدید آمده است.

اجزای اصلی عبارتند از: ماسه ، آهک و کربنات سدیم. هر ماده خام دیگر ، جزء فرعی تلقی می شود، هرچند که بر اثر استفاده از آن ، نتایج مهمی بدست آید. مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی و ترکیب شیشه است.

تقسیم بندی شیشه های تجارتی

سیلیس گداخته

سیلیس گداخته یا سیلیس شیشه ای به روش تفکافت تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا یا بوسیله گدازش کوارتز یا ماسه خالص ساخته می شود و گاه آن را به اشتباه ، شیشه کوارتزی می خوانند. این ماده ، انبساط کم و نقطه نرمی بالایی دارد که به مقاومت گرمایی زیاد آن کمک می کند و امکان استفاده از آن را در گستره دمایی بالاتر از دیگر شیشه ها فراهم می آورد. این شیشه ، اشعه ماوراء بنفش را بخوبی از خود عبور می دهد.

سیلیکاتهای قلیایی

سیلیکاتهای قلیایی تنها شیشه های دو جزئی هستند که از اهمیت تجارتی برخوردارند. ماسه و کربنات سدیم را بسادگی با هم ذوب می کنند و محصولات بدست آمده با گستره ترکیب Na2O.SiO2 تا Na2O.4SiO2 را سیلیکاتهای سدیم می خوانند. سیلیکات محلول کربنات سدیم که به نام شیشه آبی (انحلال پذیر در آب) نیز خوانده می شود، بطور گسترده ای در ساخت جعبه هایی با کاغذ موجدار و به عنوان چسب کاغذ بکار می رود.

مصرف دیگر آن در ایجاد حالت ضد آتش است. انواع قلیایی تر آن به عنوان شوینده های لباسشویی و مواد کمکی صابونها بکار می رود.